[發(fā)明專利]熱軋帶鋼端部形狀在線視覺測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310232285.7
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103353282A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫鶴旭;陳海永;董硯;雷鳳翔;邢關(guān)生
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及以采用光學方法為特征的計量設(shè)備，具體地說是熱軋帶鋼端部形狀在線視覺測量裝置。?

背景技術(shù)

由于生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)的帶鋼端部形狀檢測都使用離線、人工的方法進行抽檢，抽檢取樣時間長，工人勞動強度大，測量信息與生產(chǎn)狀態(tài)不能及時對應(yīng)，不能實時反應(yīng)生產(chǎn)線的狀態(tài)，不能有效的實現(xiàn)生產(chǎn)的閉環(huán)控制，降低了軋機的有效作業(yè)率，增加了帶鋼的廢品率。這些都嚴重影響了帶鋼生產(chǎn)，限制了產(chǎn)品質(zhì)量的進一步提升。因此，急需研制一種高精度、高效率的機器檢測設(shè)備，以提高帶鋼生產(chǎn)過程的產(chǎn)品質(zhì)量，保證生產(chǎn)出高品質(zhì)和高附加值的帶鋼。?

現(xiàn)有技術(shù)的帶鋼端部形狀檢測方案有以下幾種：?

（1）華中理工大學謝圖強等人提出：在粗軋出口放置一個面陣列CCD攝像機和一個CCD位置檢測器，用此CCD位置檢測器控制帶鋼的位置，用面陣列CCD攝像機對帶鋼端部進行檢測。但是這種方案的機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。?

（2）北京科技大學李毅杰等人對板坯頭部形狀進行了檢測，他們用線陣列CCD攝像機獲取板坯頭部形狀，在圖像獲取系統(tǒng)中研究出了應(yīng)用線性回歸獲得板坯頭部邊緣形狀的數(shù)學表達式。此方案由于用到了線性回歸的方法使計算量增大。?

（3）浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室傅新等人對高精度面陣列CCD攝像機獲得的帶鋼頭尾圖像進行了處理，他們采用圖像增強、分割技術(shù)提取了帶鋼頭尾圖像的偏心率、穿越點數(shù)目、寬度梯度等特征參數(shù)，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對帶鋼頭尾形狀進行了識別分類處理。但是這種方案可能會造成信息丟失，且當數(shù)據(jù)不充分時不能準確檢測，而且速度較慢。?

（4）CN101131315A公開了瓷磚尺寸及形狀在線視覺測量系統(tǒng)，采用CCD攝像頭在線測量瓷磚的尺寸和形狀，四個CCD攝像頭均與計算機圖像采集單元連接，每個CCD攝像頭攝取瓷磚的一個角的圖像。該裝置的缺點是只是單純的專門做尺寸和形狀測量。?

（5）CN101811140B披露了一種適用于熱軋廠粗軋板坯測寬及對中方法，提出一種在幾乎不增加設(shè)備投資的情況下，借助對軋鋼機側(cè)導(dǎo)板的控制功能的擴展，實現(xiàn)自動校核實際板坯寬度與預(yù)期值是否相符，同時可以保證板坯自動對中的適用于熱軋廠粗軋板坯測寬及對中方法，從而保證軋鋼質(zhì)量，避免設(shè)備受損。該發(fā)明方法的實施步驟復(fù)雜，實施起來對方案要求很高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供熱軋帶鋼端部形狀在線視覺測量裝置，是一種基于激光器的視覺傳感裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)的帶鋼端部形狀檢測速度慢、效率低和精度不夠的技術(shù)問題。?

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：熱軋帶鋼端部形狀在線視覺測量裝置，是一種基于激光器的視覺傳感裝置，包括熱帶鋼末端形狀檢測裝置、視覺信息處理系統(tǒng)和在線檢測裝備監(jiān)控系統(tǒng)；所述熱帶鋼末端形狀檢測裝置主要包括視覺傳感系統(tǒng)、激光器和計算機處理單元，其中，視覺傳感系統(tǒng)包括兩路線陣CCD攝像機，兩路線陣CCD攝像機被分別安置在兩個滑塊上設(shè)置的高度和角度可調(diào)的攝像機安裝架上，兩個滑塊則分別設(shè)置在帶鋼生產(chǎn)線的帶鋼傳送帶上方固定在機架上的一條導(dǎo)軌上，兩路線陣CCD攝像機之間間隔為300mm～600mm，位于帶鋼的寬度方向上，每個CCD線陣攝像頭都能拍攝到熱軋帶鋼的兩個邊緣，兩路線陣CCD攝像機都與計算機處理單元用網(wǎng)線相連接，激光器位于兩路線陣CCD攝像機的右上方，并被固定在上述機架的另一條導(dǎo)軌上安裝的一個激光器支架上，計算機處理單元的硬件構(gòu)成包括計算機及其部件、控制面板、監(jiān)視器和信號線，其中計算機分別與控制面板和監(jiān)視器利用信號線連接，該計算機處理單元的軟件構(gòu)成分為圖像處理單元和帶鋼端部形狀處理單元，所述圖像處理單元是以工業(yè)通用計算機為平臺，在vc6.0的平臺下，利用OpenCV圖像處理函數(shù)庫所編寫的圖像處理軟件，所述帶鋼端部形狀處理單元存儲有多種帶鋼端部形狀；所述視覺信息處理系統(tǒng)包括帶寬計算系統(tǒng)、線陣CCD圖像處理系統(tǒng)、液晶顯示屏、鍵盤和鼠標、信號處理器和工業(yè)計算機，其中帶寬計算系統(tǒng)包括得到邊緣點坐標算法、三角計算算法和帶寬計算界面，線陣CCD圖像處理系統(tǒng)包括人機界面、圖像采集程序和圖像邊緣檢測算法；上述在線檢測裝備監(jiān)控系統(tǒng)包括帶寬計算系統(tǒng)的監(jiān)控界面和后臺數(shù)據(jù)庫管理軟件；熱帶鋼末端形狀檢測裝置中的視覺傳感系統(tǒng)通過網(wǎng)線連接視覺信息處理系統(tǒng)，視覺信息處理系統(tǒng)用USB導(dǎo)線連接在線檢測裝備監(jiān)控系統(tǒng)，由此構(gòu)成熱軋帶鋼端部形狀在線視覺測量裝置。?

上述熱軋帶鋼端部形狀在線視覺測量裝置，所述兩路線陣CCD攝像機分為左邊的線陣CCD攝像機和右邊的線陣CCD攝像機，由此構(gòu)成雙目視覺系統(tǒng)。?